Добрый день, коллеги!
Необходимо изготовить лабораторный усилитель со следующими требованиями:
1. Усиление 0 - 80 дБ с шагом регулировки 20 дБ.
2. Полоса пропускания до 1 МГц.
3. Амплитуда входного сигнала до 10 мВ.
4. Уровень шумов не более 100 нВ по всей полосе.
5. Выход на рабочий режим не более 1 мин.
6. Очень желательно иметь регулируемое смещение.
7. Переключение между дифф и синфазным входом.

В связи с чем возникли вопросы:
1. Насколько реально изготовить усилитель с такими характеристиками?
2. Какие сроки с учётом, что аналоговую схемотехнику знаю скажем так на 3 балла из 10.
3. На каких компонентах делают такие вещи (только ОУ, только транзисторы, комбинированная схема - например диффкаскад на FET, дале ОУ).
4. Какие приборы нужны для контроля характеристик опытного образца (сейчас есть мультиметр HP34401, осциллограф 200 МГц, генераторы сигналов произвольной формы).
5. Если требования слишком высокие, то можно уменьшить: полосу (до 10 кГц), амплитуду шумов (до ... пока не знаю).
6. Может быть коллеги в теме порекомендуют книги именно по измерительным усилителям? Т.к. по УМЗЧ у меня книги есть.

Чем измеряли? чем-то предназначенным для измерения синусоиды? Тут надо RMS измерителями (которые TRUE) на такие частоты. Например на AD736 для звуковых частот.

1 Провода в экране?

2 Может записать каждый провод на независимый АЦП и вычесть (посмотреть симметричность) уже записанные сигналы?

3 Как-то мне не хватает связи между каналами. Конденсатор AIN0-AIN1 стоит?



GVT-427B (10Гц-1МГц) подключенный через полосовой фильтр и ещё один усилитель.

Посмотрел на спеки (одна страничка на https://www.gwinstek.com/en-US/products/det...T-427B_GVT-417B ) - ни про TRUE RMS ни про CREST FACTOR измеряемого сигнала не сказано. Будет давать правильные показания только на синусоиде.
Можте проверить, подать калиброванный меандр и сравнить с расчетным RMS. Для измерений шума не подходит (или очень приблизительно).

Сообщение отредактировал Genadi Zawidowski - Aug 29 2018, 14:04

ещё раз, речь была про ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ УСИЛИТЕЛЯ.
и эти 200Ом на входе будут шуметь на 160нВ на входе, но только если никакой источник не подключен и входы усилителя висят в воздухе.
а если теперь на вход подключить закоротку, или источник с небольшим выходным сопротивлением то никуда эти 200Ом шуметь не будут.
так как будут запараллелены с выходным сопротивлением источника и поделятся соответственно.

Нет. И не будут. По условиям работы. Более того, каждый провод отдельно от другого. Т.е. они не свиты и не уложены вместе. В общем это провода с крокодилами и кельвиновскими контактами. Прибор измеряет сопротивление. Рядом с каждым измерительным проводом находится силовой, по которому течёт измерительный ток.

Вариант! Но было бы интересно разобраться с усилителем, хоть как-то себя развлечь, а заодно - подтянуть уровень в аналоговой схемотехнике.

Нет, дифференциальных конденсаторов нет. Но связь, по сути через сопротивление шунта (его измеряем) и нижним концом на землю (через образцовый шунт внутри прибора).

Не, вопросов больше нет, наконец-то всё прояснилось.

Сигнал с DS360 уровнем 100mVrms подаётся на GVT-427B и APPA-207(TrueRMS):

синус ------------ 100 --- 100.52
прямоугольник -- 110 --- 100.32
белый шум -------- 90 --- 80.70 - не зависит от полосы шума 1.6, 3.2, 6.4, 12.8, 51.2, 102кГц или вся полоса.
розовый шум ------ 90 --- 85-100 - на розовом дёргалась стрелка и цифры на обоих приборах.

Вывод: оба прибора показывают RMS шума на 10 и 20% меньше чем на генераторе и TrueRMS не спасает даже в полосе.

PS: поверил DS360 осциллографом Rigol DS6104 - на всех сигналах 102, розовый 107. Это при 50Гц на крокодилах...

По крайней мере увидели, что на меандра хорошо видна разница. Полагаю, что диапазон частот у всех был допустимым. Ещё предположу причину отличия от теории, формула даёт ЭДС, а к точке измерения доходит деленное на выходном сопротивлении источника и входном потребителя.

Сообщение отредактировал Genadi Zawidowski - Aug 29 2018, 18:57

Какого порядка величина сопротивления? Оно так быстро меняется? Величина измерительного тока? Провода без экрана - смешно очень.

К чёрту поробности... (с)
А вы можете привести мне пример подобной системы, даже теоретической, английским по белому, где вот так несколько метров и на дифференциальный вход боящийся 50Гц?
Ну т.е. вы же не с потолка взяли эту странную схему - объясните, почему она должна работать. Мы просвятимся и подскажем.


Ещё раз, не для поиска ошибки, а что уменьшить / увеличить - подробнее, выскажите ваше мнение, когда за счёт отношения сопротивлений, и как, мы можем уменьшть шум - "приведёный ко входу".

Я понял ваш скепсис. Но, а как по-другому. Вот прибор. Микроомметр. Никто кабели до крокодилов свивать не будет. И экранировать тоже. И этот прибор не единственный образец.


Сопротивление от 1 мкОм до 100 мОм. Не меняется. Оно постоянное. Измерительный ток от 1 мА до 10 А.

Смейтесь, но микроомметры имеют кабели до 3-х метров длиной и без экрана. По-крайней мере у Megger'a и Micrel'а. Возможно есть экранированные версии, я не видел. 3 метра (бывает и длиннее) обусловлено измеряемым объектом - высокольтным выключателем, расстояние между шпильками у которого может быть до 1 м и высота от земли метров 5.


Ну выше я уже написал, для чего такие схемы используются. АЦП давит 50 Гц на 100 с лишним дБ.
Работать эта схема должна. Почему - я дал ссылку на один прибор. Всего в мире десятки, если не сотни компаний, занимающихся таким измерительным оборудованием.

Ну и вот, документ, на микроомметр. Там на странице 4 указана длина кабелей: токовых 3 метра, потенциальных тоже 3 метра. А на странице 5 есть фото этих кабелей. Они лежат отдельно от друг друга. Они не свиты. К слову - Меггер - одна из крупнейших и уважаемых фирм, производящих измерительное оборудование. Татьяна, вам и сейчас мешно очень?

А где там написано, что этот прибор измеряет сопротивление в полосе частот 0 - 1 МГц?

Простите, а кто это утверждал? Я лишь говорил про усилитель. И усилитель предполагался широкополсным. Но никак не измеритель.

То есть, усилитель сам по себе, а измеритель сам по себе? Ну, продолжайте дальше ваши изыскания..

PS. Не понятно только каким образом приведенные вами примеры микроомметров иллюстируют возможность создания усилителя с заявленными в первом топике параметрами.. И почему вы не привели в пример газонокосилку?

Сделайте усилитель с очень малой полосой и сильным подавлением всего, что шевелится, тогда и 3м проводов будут передавать постоянные микровольты. Только и провода должны быть с малыми омами, чтобы на входном сопротивлении не делить сигнал. И еще о контактной разности потенциалов надо подумать.